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1 # 時空通訊
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2 # 宇宙探索
對於光速和光年的概念,我們不要想得太複雜,也不要受相對論的影響。其實很簡單,光速就是一個固定的速度,30萬公里每秒(大約),光年並不是時間,而是距離,以光速飛行一年的距離,就這麼簡單!
一光年大約就是94600億公里,這是一個確定的距離,與時間停止倒退或者變慢沒有任何關係!一光年與一米本質上是一樣的,都是固定的長度,無論時間如何變化,一光年就是一光年!
還有一點,光速並不是指光的速度,光速是宇宙四維時空的一個基本屬性,在四維時空中,光速保持不變,在任何運動形式下,任何參照系下都保持不變。既然光速不變,這就要求時間或者距離必須有所變化,因為時空是相對的。
我們通常所說的“達到光速,時間就靜止”只是一種純理論上的概念,任何具有靜質量的物體都不可能達到光速,只能無限接近光速。光子的確是以光速飛行,那麼光子本身的時間就是靜止的,意味著光可以在瞬間飛行任意遠的距離。
而當我們以無限接近光速飛行時,也會感受到時間膨脹和尺縮效應。理論上我們也可以在很短的時間內跨越浩瀚星際距離,比如說在瞬間就能跨越一光年的距離,前提是非常非常接近光速!
但無論我們如何跨越,一光年的距離是不會變的。最重要的是,一光年的距離是在我們人類眼裡的距離,由於時間和空間都是相對的,我們眼裡的一光年在別的參照系下不一定就是一光年!
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3 # 宇宙觀察
光速是速度,數值為每秒三十萬公里,光年是距離,數值為94600億公里,兩者是完全不同的兩個單位,完全沒有可比性,就好像一個人的身高和體重沒有可比性一樣
人類對光的認知是一個很緩慢的過程,早期的光粒子說和光波說齊飛,後來天文學家在觀測木星衛星運動時發現了“光速有限”,但礙於技術限制並沒能測出精確的真空光速,在後來物理學家測出光速後,經典物理學的“以太”觀念認為,地球在以太風中的運動會導致光速出現增速和減速。
19世紀末,美國的“邁克爾遜-莫雷實驗”企圖找到以太存在的證據,但反而證明了以太不存在且光速不變。愛因斯坦的狹義相對論正是基於光速不變推匯出來的物理學理論,在狹義相對論中大部分公式裡面都有C,而C就是真空光速,質能方程裡的C決定了質增效應會讓“靜止質量不為零的物體無法達到光速”。時間膨脹公式裡的C,決定了在向光速的加速過程中,時間膨脹效應會讓高速運動下的人時間膨脹,最終實現“近光速一天,地球一年”的效果。
對宇宙中無處不在的光子來說,如果它們有意識,那麼它們會感覺自己在一瞬間就到達了宇宙任何地方,因為它們達到了光速,時間在它們的感覺裡是靜止的。
然而在低光速運動的地球上的人類看來,來自宇宙不同區域的光子是飛了很久很久才飛到地球的。
“時間倒流”的前提是超光速,而傳遞資訊的超光速現象是不可能存在的,如果強行把超光速代入時間膨脹公式,公式本身就會因為負號的出現而失去意義。
用超光速的方法“回到過去”,從現有理論角度來看是不可能的 -
4 # 霜葉9975
光速與光年是表達兩碼事,扯不到一起。
現時不會靜止更不會倒退,按照專家說宇宙仍在超光速漲大(時空擴大,快過光速),到底超多少沒有說到,大家回想或專家再陳述一次,超光速澎漲,就是時空的時超多少?時間超多少倍過光速?
但是真正表示地球轉動的時間定義就又打咀巴了,所以表示宇宙的時空的時字與地球轉動的時字不同了,幾可笑呀!
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5 # 科學黑洞
19世紀末的時候經典物理學大廈趨於完整,就剩下對於以太的驗證測量,邁克爾遜和莫雷承擔了這個實驗,但最終結果大家都清楚,沒有發現以太的存在,相反證明了以太不存在。後來這個邁克爾遜-莫雷實驗也被稱為最成功的“失敗實驗”。時間來到了二十世紀初,1905年愛因斯坦在以太不存在的前提下提出了狹義相對論,打破了牛頓的絕對時空觀。十年之後1916年愛因斯坦把引力加入了自己的理論框架,提出了廣義相對論,核心就是時空彎曲。
至於光速我們知道是宇宙中最快的速度,光速的測量和認識也是經歷了數代科學家的努力,伽利略最先開始對光速進行測量,直到麥克斯韋提出經典的方程組,解釋了電場和磁場的震盪傳播。最後光找到了自己的歸宿,那就是電磁波,真空中光速30萬公里每秒。而對於光年我們就最簡單的來理解,那就是光飛行一年的距離,屬於距離單位。而有人在這裡就出現疑問了,愛因斯坦相對論認為接近光速的時候時間接近於靜止,那麼光速飛行時間就應該是靜止的,那麼年的概念從哪裡來哪?實際上愛因斯坦的相對論都已經說的很清楚了,就是最簡單的兩個字“相對”。光子光速飛行按照相對論時間是靜止的,或者說沒有時間的概念,從這個角度出發光子如果不被吸收是可以永恆存在的,因為沒有時間的流逝。
牛頓認為時空是絕對的,每個人的時間和空間都是相同的,而愛因斯坦打破了這種思維觀念。也就是說你和我的時間可能是不同的,與運動速度和所處的引力場大小有著直接的關係。運動速度越大、引力場越大時間的流逝速度就越慢,無限接近於光速時間無限接近於靜止。或者接近於黑洞視界,時間接近於靜止。
因此說一光年的距離,光子從這頭到那頭在它本身角度來看是不需要消耗時間,但是在我們角度來看就是需要一年的時間。
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6 # 科學日記
相對論並沒有說過,達到光速時間就靜止了,更沒有說過超過光速時間就倒退了,這些都不過是一些人的妄加推測,而且相對論也說過具有靜止質量的物質的速度是不可能超過光速,更別提超越光速了。光年和光速是有一定的關係,光年是光一年時間走過的距離,這與達到光速,時間就靜止和倒退完全是兩碼事,又不是什麼對立的結果,怎麼就是悖論?
在相對論還沒有出來之前,確實時間旅行是一件不可能發生的事,因為受到牛頓絕對時空觀的影響,絕對時空觀認為時間和空間是兩個獨立的概念,它們彼此之間沒有任何聯絡,分別具有絕對性。絕對時空觀還表明,時間和空間的度量與慣性參考系無關,同一物體在不同慣性參照系中觀察到的運動學量可透過伽利略變換而相互聯絡。一切力學規律在伽利略變換下是不變的,簡單點說就是物體的時間和空間與物體的運動的物體沒有任何的關係,在不同的慣性參考系時間是絕對的。
但是進入20世紀以後,牛頓的絕對時空觀逐漸受到挑戰,宇宙中好像根本不存在絕對的空間和絕對的時間,尤其是愛因斯坦的相對論提出後,人們發現時間和空間與運動的物體有很大的關聯,它們之間並不是毫無關係,而且相互聯絡和相互制約。
在狹義相對論中,所有相對於另一個慣性系移動都時鐘都會變慢,這也就是我們所說的時間膨脹效應。根據時間膨脹的公式,人們發現速度越快,時間就越慢,如果速度超過了光速,左邊時間那一項就變成了負數。速度越快,時間確實變慢了,這意味著我們能夠去到將來。但是我們是否能透過超光速回到過去?答案是不能,因為愛因斯坦還指出,隨著物體的速度的增加,物體的質量也逐漸增加,接近光速的時候,物體的質量變的無窮大,這意味著需要無窮多的能量來加速物體,這顯然是與現實不符合。
而在廣義相對論也預測了引力時間膨脹效應,在宇宙中,大質量的天體周圍時空彎曲會非常明顯,而時空曲率越大,時間就過的越慢。這種引力時間效應在地球上其實也能測的出來,在地球上的用高精度的原子鐘放在不同的高度,就可以發現兩個時鐘會有微小的差別。在太陽附近,時空彎曲比地球上明顯,在中子星附近,時空彎曲更加明顯了,而在黑洞附近周圍的時空彎曲到了極致,越靠近視界邊緣,時間流逝的越慢,在視界內時間流逝近乎停止了,但是這種時間流逝是相對。
光年就是一個長度單位,因為宇宙之間的距離尺度是非常大的,地球上的公里已經不再適合用來衡量天體之間的距離,所以就以光在真空中一年由過的距離為一光年,用來度量天體之間的距離,一光年約等於9.4×10¹²km,這與達到光速,時間就靜止和時間倒流完全就是兩碼事。
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7 # 萬物源於空氣
光年不是悖論,同光速度時間不會停止,超光速度時間不會倒退。時間是時間,速度是速度, 不搭噶的兩碼事。時間是測定速度的,速度快慢是改變不了時間運轉。假設一人以同光速或超光速遊太空一年,那麼歲數也增一年,老一年,因為心臟活動了一年。如果在太空心臟可以停止的話,那麼人就死了。天上一天、地上一年是悖論論,地上一年有365個黑夜白天、天上一年可能只有一個“黑夜白天”。也就是說按地球小時來計算,天上一天多少個小時和地球一年多少個小時是一樣的。宇宙萬物都改變不了時間的消失。整個宇宙的時間是恆定的。
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8 # wwg墨竹
狹義相對論什麼時候說過有靜止質量的物體可以達到光速了,有靜止質量的任何物質都不能達到光速,前提不成立,結論就是扯淡!
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9 # 熱點追蹤部
兩者沒有必然聯絡,如果用狹義相對論解釋確實是困難的(雙生子佯謬),但用廣義相對論說就很簡單了。
先說說光年,光年是距離單位,表示光行走一年的走的距離。
說說狹義相對論的時間和速度關係:
這個公式是洛倫茲變換得到的結果,單單從公式上看,確實物體運動到達光速時,地球時間相對對他來說就是靜止的。
是不是物質達到光速,時間就靜止或倒退?首先說說一個事件——雙生子佯謬
雙生子佯謬是一個很有意思的問題,說地球的雙胞胎,其中一個人飛出地球去宇宙高速旅行,回來發現地球的人變老了,自己還很年輕。
這個事件用狹義相對論來說是很難解釋的,因為運動的相對性,你往宇宙走,也可以看成是我地球遠離你,那麼地球的人應該時間變慢才對,但實際是飛船的人變慢。
其實兩個人都對,在地球人看自己手錶是正常的但是看飛船的時鐘來說飛船的表走慢了(像是慢動作),飛船人看自己手錶也是正常的,但是看地球時鐘也是變慢的。
現在說下物質運動速度和時間有沒有悖論:愛因斯坦解釋,任何靜止質量不為零的物質無法到達光速,它需要的能量全宇宙都給不了,因為透過速度和質量公式知道是無窮大!,所以物質也不可能運動速度超過光速,悖論也就不存在。
廣義相對論如何解釋雙生子佯謬廣義相對論告訴我們,運動的相對性雖然是存在參考系下雙方都是運動的狀態,但是真運動的物質由於有加速運動和減速運動存在(受到慣性力),而因為這個慣性力存在才會使得我們真的時間變慢的原因(引力時間膨脹)。
所以,一旦物質接近光速運動,那麼運動的物質確實時間會變慢,但是是相對於靜止的參考系而言的(比如地球飛船去其他星系,飛船上看地球的時間會變慢,地球看飛船的時間也會變慢,彼此看對方都像是看慢動作片,但實際由於飛船的人進過加速和減速的過程受到慣性力引起引力膨脹,它的時間就是會真變慢),物質無法到達光速,這是不允許的,也不會出超光速導致現時間倒流的現象。
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10 # 宏樂183
看了各位朋友的論述,讓我感慨萬千!因為大家基調都是根據愛因斯坦的“相對論”說有質量的物質達到光速時間會變慢或靜止,這種說法百分之百是錯誤的!一是現在沒有任何有質量的物質能達到光速,這種實驗也永遠無法實現。二是即便是有質量的物質能達到光速,時間也不會發任何變化。
關於空間膨脹的話題,有限的空間是可以發生膨脹現象,但宇宙的空間是無限的,根本沒有膨脹一說。
宇宙對於我們人類而言,由於相聚非常非常的遙遠,所以我們感覺宇宙深不可測,神秘多變,其實地球人想的太複雜了,什麼大爆炸、奇點、黑洞、宇宙的誕生等等等等這些都是不存在。
關於宇宙天體的運動,宇宙裡各類天體都是有序的在運動。宇宙間的平衡(和諧)除了各類天體要遵循“質心運動”外,就是靠距離來平衡。超大質量星系之間是靠圍繞它們的制衡點運動。超大質量天體會把距離較近偏小的天體吸收,讓距離遙遠的各等級質量天體圍繞它轉。以此類推,特大質量天體把近距離小型天體吸收,讓距離遠的各等級質量天體圍繞它轉。大質量的天體把距離很近的小型天體吸收,讓較遠各等級質量的天體圍繞它轉。中等天體讓小型天體圍繞它轉。如此如此宇宙就是一個繁而有序的平衡運動,這裡面最主要的兩個制衡點就是天體質量與它們之間的距離。
回覆列表
達到光速的事充滿著我們這個世界,光年就是按照達到光速來計算的,就是光執行一年的時間所掠過的尺度。
光速是指光在真空中的運動速度,準確值為299792458/s,也就是每秒鐘約30萬千米。每個小時3600秒,每天24小時,每年365.25天,這樣每年光速可以行進約9.46萬億千米,這就是一光年的尺度。
一年有多少天,不同的歷法有不同的時間,如恆星年每年為365.25636日,或365日6時9分10秒;迴歸年每年為365.242199174日,或365日5時48分46秒。
科學家們為了避免爭議,準確計量星際空間尺度,就弄了個儒略年,每年為365.25日,這個時間沒有其他的用途,專用於太空尺度及光年計量。
光速充滿著我們這個世界,時間並沒有靜止,更沒有倒退。我說的光速充滿著這個世界,就是指光速,我們看到的各種光在這個世界從來都沒有停止傳播,時間依然在進行,一往無前永不停止。
狹義相對論說的達到光速,時間會停止,指的是時間膨脹效應,也就是速度的尺縮鐘慢效應。是指人或某種物體在光速中執行的感受。
但可惜,狹義相對論已經否決了有靜質量的物質達到光速的可能,一個電子也不行,光速是我們世界封頂的極限速度,是光子的專利,或者說沒有靜質量物質的專利。
時間膨脹效應有兩個導致的原因,一個是引力,一個是速度。在不同的重力條件下,時間的流速是不一樣的,這是因為質量扭曲了時空。質量越大的物體,對時空的扭曲就越大,導致的時間膨脹也就也大。這個時間膨脹效應與物體質量成正比,與距離成反比。
這似乎與萬有引力定律說得差不多,其實就是這樣,重力就是引力導致的,重力導致時空扭曲,歸根到底還是引力導致的時空扭曲。
距離引力源越近,時間膨脹效應就越大,時間流逝就越慢;距離引力源越遠,時間膨脹效應就越小,也就是越快。
愛因斯坦重力時間膨脹效應的表示式為:t=T√(1-2GM/rc²)
有些科幻電影飛船進入了黑洞的引力圈,時間流逝就比外面的人慢很多就是這個道理。
速度引起的時間膨脹歸根到底也是重力時間膨脹的不同表現形式。根據相對論質量與速度關係式為:
M=m/√(1-v²/c²)
這個公式說明,速度v越快,m質量越大,速度趨於光速,質量會趨於無窮大。
什麼是無窮大,就是整個宇宙質量都是“有窮”的,也就是有限的。
你想想整個宇宙能量都無法驅動一個粒子達到光速,那個粒子的質能會變得有多大?在這個質量的時空扭曲下,時間膨脹會是個什麼樣子?
所以,如果真的有一艘飛船達到光速,在這樣重力條件下,飛船中的人就感覺不到時間流逝。
速度時間膨脹效應表示式為:t=t/√[1-(v/c)²]
速度引起的時間膨脹效應呈現出尺縮鐘慢效應。尺縮就是距離縮短了,鐘慢,就是時間變慢了。
速度越快距離越短,時間越慢。到了光速,空間為零,時間停止。
這兩個膨脹效應是相互相成的,空間成了零,時間當然就不需要了。
如果真有這樣一艘飛船,你鑽進去,啟動飛船,如果我們忽略加速和減速的時間,假定一啟動就是光速,這樣你無論到達那裡,距離都是零,時間也是零。
不是你凍住了,而是感覺根本就沒有時間流逝,就去了一個來回。
但外面的人看起來你還是花了該花的時間,走了該走的路程。
1光年來回,你2年回來了,別人長了兩歲,你沒感覺,好像剛啟動就回來了。
10光年來回,你20年回來了,別人長了20歲,你還是那樣。
100萬光年來回,你200萬年回來了,別人早沒了,地球還宜不宜居都不知道了,你還是覺得沒動。
1億光年、100億光年也是如此。
從以上敘述,我們可以看出,在我們這個世界光速是極限速度,是不可能達到,更不可能超越的。一個電子或者質子要達到光速,用整個宇宙全部能量驅動都無法做到,而且這個電子和質子的質能已經達到了整個宇宙的質能,這怎麼可能呢,這不是悖論嗎?
所以,人類感受達到光速和超越光速的夢想,只能在科幻或玄幻中去體驗,在現實中就不要做這個夢了。
光年與能不能達到光速毫無關係,就是達到了光速,也還是以光年計量星際尺度。